Enterococcus faecalis sebagai salah satu bakteri yang terdapat pada infeksi saluran akar

19

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Enterococcus faecalis merupakan bakteri yang resisten terhadap bahan antimikrobial yang umum digunakan dan sering diisolasi dari perawatan saluran akar yang gagal. Ekstrak lerak diharapkan dapat dikembangkan menjadi bahan irigasi saluran akar yang dapat membunuh mikroba dan bersifat biokompatibel terhadap jaringan. Pada bab ini akan diuraikan tentang bakteri E.faecalis dan buah lerak tersebut.

2.1 Enterococcus faecalis sebagai salah satu bakteri yang terdapat pada infeksi saluran akar

Nama ”Enterocoque” pertama kali digunakan oleh Thiercelin pada surat kabar di Prancis pada tahun 1899 untuk mengidentifikasi organisme pada saluran intestinal. Pada tahun 1930, Lancefield mengelompokkan Enterococci sebagai Streptococci grup D. Kemudian pada tahun 1937, Sherman mengajukan skema klasifikasi dimana nama enterococci hanya digunakan untuk streptococci yang dapat tumbuh pada 10°C dan 45°C, pada pH 9,6, dan dalam 6,5 NaCl dapat bertahan pada suhu 60°C selama 30 menit. Akhirnya pada tahun 1980-an, berdasarkan perbedaan genetik, enterococci dipindahkan dari genus Streptococcus dan ditempatkan di genusnya sendiri yaitu Enterococcus. 17 Universitas Sumatera Utara 20 E.faecalis diklasifikasikan dalam Kingdom Bacteria, Filum Firmicutes, Famili Enterococcaceae, Genus Enterococcus, Spesies Enterococcus faecalis. 32 Habitat bakteri ini adalah di saluran pencernaan, saluran kemih dan juga dapat berkoloni di rongga mulut manusia. E.faecalis merupakan bakteri yang tidak membentuk spora, fakultatif anaerob, kokus gram positif dan tidak menghasilkan reaksi katalase dengan hidrogen peroksida. Bakteri ini berbentuk ovoid dengan diameter 0,5 – 1 µm dan terdiri dari rantai pendek, berpasangan atau bahkan tunggal. Pada blood agar, permukaan koloni berbentuk sirkular, halus dan menyeluruh Gambar 1. 17,21 Gambar 1. Koloni Enterococcus faecalis dengan scanning electron microscope. 20 Dinding sel bakteri ini terdiri dari peptidoglikan 40 , sisanya merupakan teichoic acid dan polisakarida. 30 Sintesis peptidoglikan dihasilkan oleh keseimbangan antara enzim polimerisasi dan hidrolitik. Peptidoglikan merupakan makromolekul utama yang terlibat dalam penentuan bentuk sel dan pemeliharaannya. Zat ini juga berguna sebagai lapisan pelindung dari kerusakan oleh tekanan osmotik sitoplasma yang tinggi. 31 Universitas Sumatera Utara 21 Virulensi bakteri ini disebabkan kemampuannya dalam pembentukan kolonisasi pada host, dapat bersaing dengan bakteri lain, resisten terhadap mekanisme pertahanan host, menghasilkan perubahan patogen baik secara langsung melalui produksi toksin atau secara tidak langsung melalui rangsangan terhadap mediator inflamasi. 17 Faktor-faktor virulen yang berperan adalah komponen agregation substance AS, surface adhesins, sex pheromones, lipoteichoic acid LTA, extraceluller superoxide production ESP, gelatinase lytic enzyme, hyalurodinase, dan cytolysin toxin. 18 Gambar 2. Scanning electron microscopy a,b Saluran akar tertutup oleh biofilm E.faecalis c,d agregasi sel bakteri ke tubulus dentin. 33 E.faecalis dapat berkolonisasi di saluran akar dan bertahan tanpa bantuan dari bakteri lain. Gambar 2 menunjukkan bakteri mengkontaminasi saluran akar dan membentuk koloni di permukaan dentin dengan bantuan LTA, sedangkan AS dan surface adhesin lainnya berperan pada perlekatan di kolagen. Cytolysin, AS-48 dan bacteriosin menghambat pertumbuhan bakteri lain. Hal ini menjelaskan rendahnya Universitas Sumatera Utara 22 jumlah bakteri lain pada infeksi endodontik yang persisten sehingga E.faecalis menjadi mikroorganisme dominan pada saluran akar. 18 Gambar 3. Sebuah model penyakit endodontik terkait dengan faktor-faktor virulensi E. faecalis. Faktor-faktor virulensi bakteri dalam tubulus dentin dan saluran akar yang dilepas menuju daerah periradikular sehingga merangsang leukosit untuk menghasilkan mediator inflamasi atau enzim litik. Beberapa bakteri dapat berpindah ke lesi periradikular. Faktor- faktor virulensi yang merugikan dan produk leukosit ditampilkan pada zona antara garis potong. Pada gambar yang diperbesar, perlekatan bakteri ke berbagai elemen dari dentin digambarkan. Produk bakteri melawan bakteri lain juga dimasukkan. Perhatikan bahwa nama dalam kotak hitam adalah produk dari bakteri. Singkatan: Adh surface adhesions; AS agregation substance; Bact bacteriocins; BS binding substance; CP colagen peptides; Cyl cytolysin; Ef Enterococcus Faecalis; Elas elastase; Gel gelatinase; Hya hyaluronidase; H2O2 hidrogen peroksida; IFN- gamma interferon; IL interleukin; LE lysosomal enzyme; LTA lipoteichoic acid; NO nitrat oxide; O2.- superoxide anion; PGE2 prostaglandin E2; SP sex pheromones; dan TNF tumor necrosis factor. 18 Gambar 3 menunjukkan sebuah model penyakit endodontik terkait dengan faktor-faktor virulensi E.faecalis. Bakteri ini menghasilkan perubahan patogen baik Universitas Sumatera Utara 23 secara langsung melalui produksi toksin atau secara tidak langsung dengan cara menginduksi proses inflamasi. 17 Sex pheromones, LTA dan peptide corresponding inhibitor memodulasi proses inflamasi lokal dengan cara menstimulasi leukosit untuk melepas beberapa mediator yang ikut berperan dalam kerusakan periradikular. LTA menstimulasi leukosit untuk melepas beberapa mediator inflamasi berupa TNF- , interleukin 1 beta IL-1 β, interleukin 6 IL-6, interleukin 8 IL-8 dan superoxide anion yang dikultur dari monosit dan leukosit manusia, sedangkan pelepasan prostaglandin E2 PGE2 dan enzim lisosomal pada makrofag peritoneal tikus. Faktor-faktor ini ditemukan di sampel periapikal dan diketahui dapat merusak serta menarik leukosit. Hal ini menyebabkan apoptosis pada sel-sel osteoblas, osteoklas, jaringan ikat ligamen periodontal, makrofag dan neutrofil sehingga berakibat terjadinya lesi periradikular. 18 Faktor virulensi yang menyebabkan perubahan patogen secara langsung adalah gelatinase, hyalurodinase, cytolysin dan extracelullar superoxide anion. Gelatinase berkontribusi terhadap resorpsi tulang dan degradasi dentin matriks organik. Hal ini berperan penting terhadap timbulnya inflamasi periapikal. Hyaluronidase membantu degradasi hyaluronan yang berada di dentin untuk menghasikan energi untuk organisme, sedangkan extracellular superoxide anion dan cytolysin berperan aktif terhadap kerusakan jaringan Tabel 1. 18 Selain membantu perlekatan, AS juga berperan sebagai faktor protektif bakteri yang melawan mekanisme pertahanan host induk melalui mekanisme media reseptor dengan cara pengikatan neutrofil sehingga E.faecalis menjadi tetap hidup walaupun mekanisme fagositosis aktif berlangsung. 18 Universitas Sumatera Utara 24 TABEL.1 FAKTOR VIRULEN E.faecalis DAN FUNGSINYA. 18 Function Factor References Adhesion and colonization Aggregation Substance AS Kreft et al., 1992; Rodzinski et al., 2001 other surface adhesions Rich et al., 1999; Shankar et al., 2001 Lipoteichoic Acid LTA Ciardi et al., 1977 Resistance to host defense Aggregation Substance AS Rakita et al., 1999; Süßmuth et al., 2000 Inhibition on other bacteria Cytolysin Jett and Gilmore, 1990 AS-48 Galvez et al., 1989 other bacteriocins References in the text Tissue damage Lipoteichoic Acid LTA Hausmann et al., 1975; Bab et al., 1979 extracellular superoxide anion Key et al., 1994 Gelatinase Mäkinen et al., 1989; Hill et al., 1994 Hyaluronidase Takao et al., 1997 Cytolysin Jett et al., 1992 Induction of inflammation sex pheromones Sannomiya et al., 1990; Ember and Hugli, 1989 Lipoteichoic Acid LTA Bhakdi et al., 1991; Card et al., 1994 Harus diperhatikan bahwa saluran akar dan tubulus dentin sulit dicapai oleh unsur mekanisme pertahanan host. Oleh karena itu, prosedur perawatan lebih baik dilakukan secara lokal daripada sistemik. 17 E.faecalis dapat bertahan pada pH 4-11 dan pada suhu 5°C-50°C. Hal ini diperkirakan mendapat pengaruh dari impermeabilitas membran terhadap asam dan alkali. 19 E.faecalis resisten terhadap banyak antibiotik spektrum luas. Resistensi ini diperoleh dari mutasi DNA atau pengadaan gen baru melalui transfer plasmid dan transposon. 17 Gen resisten pada E.faecalis disimpan di plasmid sehingga dapat Universitas Sumatera Utara 25 ditransfer kapan saja. 4 Hal ini disebut dengan resistensi faktor R atau plasmid resistensi silang. 18 Saluran akar yang terinfeksi merupakan salah satu kondisi di mana nutrisi kurang memadai, ada toksin dari bakteri lain dan invasi medikamen endodontik. Kondisi yang keras ini dapat menyebabkan perubahan fisiologi yang spesifik sebagai respon terhadap lingkungan tersebut dan bertindak sebagai mekanisme pertahanan. Pada kondisi ini bakteri kehilangan kemampuan untuk tumbuh dan berkembang tapi tetap hidup dan bersifat patogen. Kondisi ini dinamakan dengan fase Viable but Nonculturable VBNC. Biasanya hal ini hanya ditemukan pada bakteri gram negatif saja, namun belakangan diketahui bahwa E.faecalis sebagai bakteri gram positif juga memiliki kemampuan ini. 31 Pada kondisi ini, E.faecalis dapat memanjang, berbentuk cocobacillary dengan permukaan yang tidak rata. Diantara enzim polimer yang terlibat dalam pembentukan peptidoglikan, beberapa diantaranya dapat berikatan dengan penisilin yang disebut dengan Penicillin Binding Protein PBP. Pada fase VBNC, terjadi peningkatan produksi PBP yang bila diproduksi dalam jumlah banyak dapat menyebabkan resistensi terhadap penisilin. 31 Ace merupakan adhesin yang diproduksi pada kondisi ini. 18 Kuantitas LTA juga menjadi 2 kali lipat lebih tebal sehingga dinding sel lebih kuat dan lebih tahan terhadap kerusakan mekanis. 31,30 Tidak hanya dapat melakukan fermentasi untuk menghasilkan asam laktik, bakteri ini dapat mengkatabolisasi sumber energi dari karbohidrat, gliserol, laktat, malat dan sitrat. 30 Hal ini sangat membantu ketika E.faecalis hidup di daerah yang minim nutrisi seperti saluran akar yang terinfeksi atau lambung. Universitas Sumatera Utara 26

2.2. Buah